Geri Dön

Life cycle assessment of waste management and energy consumption for a restaurant

Bir restoranın atık yönetimi ve enerji tüketiminin yaşam döngüsü analizi

PDF İndir

  1. Tez No: 665705
  2. Yazar: MERYEM BAHADIROĞLU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. FATMA GÜLEN İSKENDER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Çevre Biyoteknolojisi Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 119

Özet

Sürekli olarak artmakta olan nüfüs ile beraber Türkiye'deki yiyecek sektörüne bağlı işyeri sayısı da artış göstermektedir. Enerji ve su kullanımları, aynı zamanda atık miktarları da bu yükselişe bağlı olarak artmaktadır. Atıkların ayrıştırılması ve geri kazanılmasının yeterince sağlanamaması nedeniyle yüksek oranda organik madde ve geri dönüştürülebilir ambalaj atığı içeriğine sahip bu atıklar düzenli depolamaya gönderilmektedir. Düzenli depolamaya gönderilen atık miktarı azaltılarak, alternatif atık bertaraf yöntemlerine yönelinmesi gerekmektedir. Bu çalışmanın amacı, bir restoranın atık yönetimi ve enerji tüketiminin çevresel etkilerinin yaşam döngüsü analizi ile değerlendirilmesidir. Bu çalışmada Yaşam Döngüsü Analizi yapılan restoran Florya-İstanbul'da bulunmaktadır. Restoran gözlemlenmiş ve 2019 yılına ait girdi ve çıktı verileri toplanmıştır. Katı atık yönetimi ve atıksu yönetimi ile ilgil ilave bilgiler ilgili Belediye ve Büyükşehir Belediyesi ile görüşülerek elde edilmiştir. Restoranın harcadığı elektrik, su ve doğalgaz, restoranın oluşturduğu atık miktarı, atık karakterizasyonu ve atık bertaraf yöntemleri yaşam döngüsü analizi kapsamında kabul edilmiştir. Girdilerin restorana ulaştırılması ve aynı zamanda restoranda oluşan atıkların atık bertaraf tesislerine gönderilmesi sırasında taşımacılığın oluşdurduğu çevresel etkiler sistem sınırları içerisinde kabul edilmiştir. Restorandan toplanan envanter verileri kullanılarak hesaplamalar yapılmıştır. İncelenen restoranın atık karakterizasyonuna göre farklı atık beraberaf yöntemi senaryoları belirlenip, hesaplamalar Gabi 7.3 yazılımı üzerinden yapılmış ve elde edilen sonuçlar yorumlanmıştır. Farklı enerji senaryoları belirlenmiş ve enerji kaynağının değişimi ile beraber çevresel etki değerleri üzerinde oluşan değişimler yorumlanmıştır. Bu çalışmada fonksiyonel birim 1000 servis olarak belirlenmiştir. Tüm girdi ve çıktılar 1000 servis için belirtilmiş, tüm hesaplamalar 1000 servis başına yapılmış ve sunulmuştur. Çevresel etki potansiyellerinin elde edilmesi için Gabi 7.3 yazılımı kullanılmıştır. Kullanılan veritabanı Ecoinvent 3.1'dir ve çevresel etki değerlendirme metodu olarak CML 2001 seçilmiştir. Asidifikasyon Potansiyeli(AP), Ötröfikasyon Potansiyeli(ÖP), Küresel Isınma Potansiyeli(KIP), Ozon Tabakası Delinmesi Potansiyeli(OTDP), İnsan Toksisitesi Potansiyeli(İTP), Fotokimyasal Ozon Oluşumu Potansiyesi(FOOP), Abiyotik Tüketim Potansiyeli(ATP-Element), Abiyotik Tüketim Potansiyeli(ATP-Fosil), Tatlı Su Ekotoksisitesi Potansiyeli(TSETP), Deniz Ekotoksisitesi Potansiyeli(DETP), Karasal Ekotoksisite Potansiyeli(KETP) çevresel etki kategorileri için Gabi 7.3 yazılımı ile sonuçlar alınmış ve yorumlanmıştır. Sonuçlar literatür ile karşılaştırılmıştır. Sonuçlar göz önünde bulundurulduğunda, bu çalışmada en önemli noktaların restoran tarafından kullanılan elektrik ve doğalgaz oldukları ve en çok çevresel etkilerin bu faktörlerden geldiği belirlenmiştir. Restoran tarafından kullanılan elektrikten kaynaklanan çevresel etkinin, büyük çoğunlukla“linyitten elektrik üretimi”ve“kömürden elektrik üretimi”proseslerinden geldiği görülmektedir. Bunun nedeni,“linyitten elektrik üretimi”ve“kömürden elektrik üretimi”yüzdelerinin Türkiye'nin 2019 yılına ait elektrik üretimi içerisindeki payların yüksek oluşudur. Bu prosesler çevreye olumsuz etkide bulunmaktadır. Ayrıca“aktarım şebekesi”ATP Element, TSETP ve KETP kategorilerinin artmasına katkı sağlayan bir faktördür. Bu faktörün ATP Element üzerindeki etkisi, bakır ve kurtşun gibi yenilenemeyen element kullanımım yüksek oluşudur. TSETP ve KETP üzerindeki etkileri, bakır ve krom gibi emisyonların tatlı su kaynaklarına salınımının yüksek oluşudur. Şebeke elektriği kullanımının, rüzgar enerjisi ile değiştirilmesi durumunda tüm çevresel etki kategorilerinde azalım gözlenmiştir. Şebeke elektriği kullanımının güneş enerjisi ile değiştirilmesi durumunda ise, ATP Element ve OTDP için artış gözlemlenirken, diğer tüm etki kategorilerinde azalım gözlemlenmiştir. ATP Element için bu artışın nedeni, güneş paneli üretiminde yüksek miktarda gümüş, altın ve bakır gibi yenilenemeyen elementlerin kullanımıdır. OTDP için bu artışın nedeni ise, güneş paneli hücrelerinin üretiminde teflon gibi birtakım materyallerin kullanımıdır. Aynı zamanda güneş enerjisi doğalgaza göre %40 oranında daha yüksek OTDP'ye neden olmaktadır. 2019 Türkiye elektrik üretim verilerine göre Türkiye elektriği içerisindeki doğalgaz yüzdesinin yüksek olması, güneş enerjisine geçildiğinde OTDP'nin artmasını açıklamaktadır. Bu çalışmada bir diğer önemli faktör, düzenli depolamaya gönderilen atık miktarıdır. Sonuçlar yorumlandığında, düzenli depolamaya gönderilen atık miktarlarındaki değişimin en fazla TSETP ve ÖP kategorilerinde etki gösterdiği görülmektedir. Bu etki kategorilerindeki düzenli depolama etkisi çoğunlukla düzenli depolama tesisi modelindeki“kentsel katı atıkların arıtılması”prosesinden kaynaklanan, tatlısuya yapılan salınımlardır. Düzenli depolamaya yollanan katı atıkların azaltılması, çevresel etkileri azaltmada önemli bir rol oynamaktadır. Bu çalışmada nakliye yakın mesafeler arasında gerçekleşmektedir. Bu nedenle çevresel etkilerde nakliye aşamasından kaynaklanan kaydadeğer bir artış gözlemlenmemiştir. Yalnızca ATP Element ve OTDP etki kategorilerinde, tüm faktörler arasında nakliye 10%'dan yüksek bir paya sahiptir. ATP Element için bunun nedeni, nakliye için kadminyum, bakır, kurşun gibi yenilenemeyen elemenlerin kullanımının yüksek oluşu; OTDP için ise nakliye sırasında halojenize organiklerin havaya emisyonlarıdır. Sonuçlara bakıldığında, su tüketimi faktörünün çevresel etki kategorileri üzerindeki etkisinin çok düşük olduğu gözlemlenmiştir. Bu nedenle, su tüketiminin azaltılması, bu faktörün çevresel etkilerini 36% oranında azaltmasına rağmen, tüm çalışma içerisindeki sonuçlara gözle gözülebilir bir etki sağlamamıştır. Bu çalışmada kağıt geri dönüşümü, organik atıkların anaerobik çürütücüye gönderilmesi ve organik atıkların kompost tesisine gönderilmesi senaryoları incelenmiştir. Geri dönüştürülebilir atıklar arasından yalnızca kağıt geri dönüşümünün göz önünde bulundurulmasına karar verilmiştir. Bunun nedeni geri dönüştürülebilir atıklar arasından kağıdın yüksek orana sahip olmasıdır. Kağıt geri dönüşümünün tüm etki kategorileri için eksi değerli sonuçlar getirdiği gözlemlenmiştir. Bu sonuç, kağıt geri dönüşümünün tüm etki kategorilerinde çevreye olumlu etki sağladığını göstermektedir. Kağıt geri dönüşümünün genel olarak ATP Fosil, AP, FOOP ve KETP üzerinde azaltıcı etkiye neden olduğu söylenebilir. Çalışmaya anaerobik çürücü veya kompost ünitesi eklenmesi durumunda ÖP, TSETP, KIP, İTP ve DETP etki kategorilerinde azalma gözlemlenmiştir. Bunun nedeni 100 km uzaklıktaki düzenli depolamaya gönderilen atık miktarının azaltılmış olması ve organik atığın 39 km uzaklıktaki anaerobik çürütücü veya kompost tesisine gönderilmesidir. Anaerobik çürücü ve kompost ünitelerinin genel etki üzerindeki etki payı oldukça düşüktür. Bunun nedeni enerji kullanımının payının çok yüksek olması ve nispeten düşük miktarda organik atığın bu tesislere gönderilmiş olmasıdır. Bu iki ünite için ayrı ayrı alınan sonuçlar karşılaştırıldığında kompost ünitesinin ATP Fosil ve OTDP haricindeki tüm etki kategorilerinde anaerobik çürütücüden daha yüksek sonuç verdiği gözlemlenmiştir. Bu sonuçları elde etmede ATP Fosil kategorisi için en önemli faktör petrol kullanımıdır. Kompost ünitesi için petrol kullanımının getirdiği etkinin hemen hemen tamamı nakliyeden gelmektedir. Nakliyeden gelen etki kompost ve anaerobik çürütücü için aynıdır. Bunun nedeni anaerobik çürütücü ve kompost tesislerinin restorana uzaklıklarının ve taşınan atık miktarının aynı olmasıdır. Anerobik çürütücüde ısı gereksinimleri için petrol tüketiminin olması, ATP Fosil için kompostlamadan yüksek sonuç vermesine neden olmuştur. OTDP için önemli faktör halojenize organiklerin havaya olan emisyonlarıdır. Kompost ünitesi için bu emisyonların getirdiği etkinin hemen hemen tamamı nakliyeden kaynaklanmaktadır. Anaerobik çürütücüde ısı sağlanması ve makine operasyonları sırasında oluşan emisyonlar, OTDP için kompostlamadan yüksek sonuç vermesine neden olmuştur. AP ve KIP etki kategorilerini yükseltici etkiye neden olmalarına rağmen, senaryoya anaerobik çürütücü veya kompost ünitesi eklemek, toplam çevresel etki üzerinde önemli bir değişime neden olmamıştır.

Özet (Çeviri)

The increase of the food sector is observed with the growth of the population of Turkey. Energy, water consumption and waste generation are increasing as a result of this growth. As separation and sending wastes to a waste recovery facility(composting, recycling, incineration, etc) is not commonly preferred, wastes that have a high content of compostable organic and recyclable materials are sent to a sanitary landfill. Alternative waste management options must be chosen rather than sending wastes to landfill facilities. Also water reduction and usage of renewable energy sources should be considered to reduce the environmental impacts caused by them. The goal of this study is to calculate the environmental impact potentials of waste management and energy consumption for a restaurant with a life cycle assessment approach and interpret the results. In this study, the studied restaurant is located in Florya-Istanbul. Inventory data belong to 2019 were gathered in order to calculate environmental impacts. Electricity, water and natural gas consumptions, waste generation of the restaurant and waste management according to waste characterization were considered in the life cycle assessment system boundary. System boundary also covers transportation of inputs to the studied restaurant and transportation of wastes to the waste management facility. Inventory data that were gathered from the investigated restaurant were applied to the software and results were gathered. Different energy scenarios, water reduction scenario and according to the waste characterization of the investigated restaurant, different waste management scenarios were developed, calculations were completed on Gabi 7.3 Software. Differences in environmental impact potentials with the changes in energy sources and waste management methods were interpreted. In this study, the functional unit was selected as 1000 services. All inputs and outputs were represented for 1000 services and all environmental impact potentials were calculated for 1000 services. Gabi 7.3 Software was used to evaluate the Life Cycle Assessment study. Ecoinvent 3.1 Database was used and CML 2001 Impact Assessment Method was selected to calculate environmental impact potentials. Results were gathered for Acidification Potential(AP), Eutrophication Potential(EP), Global Warming Potential(GWP), Human Toxicity Potential(HTP), Ozone Layer Depletion Potential(ODP), Photochemical Ozone Creation Potential(POCP), Abiotic Element Depletion Potential for Elements(ADP Elements), Abiotic Fossil Depletion Potential(ADP Fossil), Freshwater Aquatic Ecotoxicity Potential(FAETP), Marine Aquatic Ecotoxicity Potential(MAETP), Terrestric Ecotoxicity Potential(TETP) and results were interpreted. Results of this study were compared with the literature. Results show that energy consumption of the restaurant is the most critical point in the study. It is seen that electricity-related environmental impacts mainly come from“electricity production, lignite”and“electricity production, hard coal”processes. This is caused by the high amounts of lignite and hard coal percentages in the electricity mix of Turkey-2019. These processes cause negative impacts on the environment. In ADP Elements, FAETP and TETP, also“transmission network”process has negative impacts on the environment as a result of consumption of non-renewable elements such as copper and lead, emissions to freshwater such as copper and emissions to industrial soil such as chromium, respectively. Natural gas shows higher impact than electricity in ODP as a result of high amount of refrigerant usage in natural gas pipelines. Results indicate that switching electricity mix with wind power and solar power can reduce the environmental impact potentials. The only increase is seen in ADP Element and ODP when electricity mix is replaced with solar power. High amount of non-renewable elements such as copper, gold and silver are used in solar power production. This situation increases the ADP Elements. Also certain materials usage, such as teflon, in producing solar cells increase the ODP. The amount of waste that is sent to landfill is another important point in this study. Results show that this factor mainly contributes to EP and FAETP. Landfill effect on these environmental impact categories is mainly caused by emissions to freshwater from“treatment of municipal solid waste”process in the sanitary landfill model. Reducing the amount of waste to be sent to landfill is another important point in this study. In this study, transportation takes place at close distances. According to the results, the transportation factor does not show a considerable impact on the environment in this study. Only for ADP Elements and ODP, transportation-related impact contributes higher than 10%. ADP Element result is caused by non-renewable element consumption such as cadmium, copper, gold and lead in transportation. ODP result is caused by halogenated organic emissions to air in the transportation process. Overall results show that water reduction does not have an important changing on the results as water contributions to impact categories are very low. Paper recycling, anaerobic digestion of organic waste and composting of organic waste processes were applied in this study in different scenarios. In the case of recycling, only paper recycling was considered as other recyclable waste amounts were considerably lower than paper waste. Results show that adding paper recycling process to the scenario mainly lowers ADP Element, ADP Fossil, AP, POCP and TETP. Adding anaerobic digestion or composting to the scenario lowers the EP, FAETP, GWP, HTP, MAETP as a result of reducing the amount of waste that is sent to landfill. Adding anaerobic digester or composting to the scenario does not considerably contribute to the overall results as their percentages are very low in overall scenarios. This can be caused by sending a relatively low amount of waste to anaerobic digester and composting. If individual results of anaerobic digester and composting are compared, it is seen that composting gave higher results than anaerobic digester in all environmental impact potentials except ADP Fossil and ODP. In this case, ADP Elements result is caused by crude oil consumption of heat requirements of anaerobic digester. ODP result is caused by halogenated organic emissions to air caused by heat requirements and machine operation of anaerobic digester. Adding anaerobic digester or composting to scenarios do not make a considerable increasing but those processes mostly tend to increase AP and GWP as a result of inorganic emissions to air from treatment of biowaste processes in anaerobic digestion and composting.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    676696

    Life cycle assessment of a restaurant

    Bir restoranın yaşam döngüsü analizi

    ELİF HİLAL ARIKAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FATMA GÜLEN İSKENDER

  2. Tez No

    534812

    Mobilya endüstrisinde yaşam döngüsü analizi yaklaşımı ile çevreci tasarım ve sürdürülebilir stratejiler

    Eco-design and sustainable strategies for the furniture industry through life cycle approach

    MERVE MERMERTAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FATMA GERMİRLİ BABUNA

  3. Tez No

    668867

    Life cycle assessment of the biogas plant producing energy for Marmara region

    Marmara bölgesi için enerji üreten biyogaz tesisinin yaşam döngüsü değerlendirmesi

    DUYGUHAN KOZAL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Çevre MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Çevre Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİLGÜN CILIZ

  4. Tez No

    441749

    LCA comparison of municipal solid waste management strategies: A case study

    Belediye katı atık yönetim stratejilerinin YDD karşılaştırması: Örnek bir çalışma

    EREN YILDIZ GEYHAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Kimya MühendisliğiMarmara Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GÖKÇEN ALEV ÇİFTÇİOĞLU

    PROF. DR. MEHMET ARİF NEŞET KADIRGAN

  5. Tez No

    450958

    Kentsel dönüşüm kapsamında konutlarda ulusal yeşil bina sertifikasının değerlendirilmesi: Fikirtepe örneği

    An assessment of the national green building certificate in the context of urban renewal: The case of Fikirtepe

    BEGÜM DİKER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mimarlık Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜLTEN ASLIHAN TAVİL

Geri Dön